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正则表达式的拆分

  • 对于一门语言的掌握程度怎么样,可以有两个角度来衡量:读和写。

  • 不仅要求自己能解决问题,还要看懂别人的解决方案。代码是这样,正则表达式也是这样。

  • 正则这门语言跟其他语言有一点不同,它通常就是一大堆字符,而没有所谓“语句”的概念。

  • 如何能正确地把一大串正则拆分成一块一块的,成为了破解“天书”的关键

本章内容

  • 结构和操作符

  • 注意要点

  • 案例分析

结构和操作符

编程语言一般都有操作符。只要有操作符,就会出现一个问题。当一大堆操作在一起时,先操作谁,又后操作谁呢?为了不产生歧义,就需要语言本身定义好操作顺序,即所谓的优先级。

而在正则表达式中,操作符都体现在结构中,即由特殊字符和普通字符所代表的一个个特殊整体。

JavaScript 正则表达式中,都有哪些结构呢?

字符字面量、字符组、量词、锚、分组、选择分支、反向引用。

具体含义简要回顾如下:

结构说明
字面量匹配一个具体字符,包括不用转义的和需要转义的比如a匹配"a".又比如\n匹配换行符,又比如\.匹配小数点
字符组匹配一个字符,可以事多种可能之一.比如[0-9]表示匹配一个数字.也有\d的简写形式.另外还有反义字符组比如[^0-9]表示一个非数字字符,也有\D的简写形式
量词表示一个字符连续出现,比如a{1,3}表示"a"字符连续出现 3 次,另外还有常见的简写形式.比如a+表示 a 字符出现至少一次
锚点匹配一个位置,而不是字符。比如^匹配字符串的开头,又比如\b匹配单词边界,又比如(?=\d)表示字符前面的位置
分组用括号表示一个整体,比如(ab)+表示"ab"两个字符连续出现多次,也可以用非捕获分组(?:ab)+
分支多个子表达式多选一,比如abc|bcd表达式匹配"abc"或者"bcd"字符字串。反向引用,比如\2表示引用第二个分组

其中涉及到的操作符有:

操作符描述操作符优先级
转义符\1
括号和方括号(...),(?:...),(?=...),(?!...),[...]2
量词限定符{m},{m,n},{m,},?,*,+3
位置和序列^,$,\元字符,一般字符4
管道符(竖杠)|5

上面操作符的优先级 由上到下,由高到低

这里,我们来分析一个正则:

bash

/ab?(c|de*)+|fg/
  • 由于括号的存在,所以 (c|de*) 是一个整体结构

  • (c|de*)其中注意其中的量词,因此 e 是一个整体结构

  • 又因为分支结构 | 优先级最低,因此c事一个整体,而de*是另外一个整体

  • 同理,整个正则分成了,a,b?,(...)+,f,g 由于分支的原因,又可以分成ab?(c|de*)+fg这两部分

上面的例子可用可视化分析如下:

展示

注意要点

匹配字符串整体问题

因为要是匹配整个字符串,我们经常会在正则前后加上锚 ^$

比如要匹配目标字符串abc或者bcd的时候,如果一不小心就会写成 /^abc|bcd$/

而位置字符和字符序列优先级要比竖杠高,故其匹配的结构是:

展示

应该修改成:

展示

量词连缀问题

假设 要匹配这样的字符串:

  • 每个字符为 a,b,c任选其一

  • 字符串的长度是 3 的倍数

此时 正则不能想当然的写成 /^[abc]{3}+$/,这样会报错,说+前面没有什么可重复的

因此要修改成:

展示

元字符转义问题

所谓元字符就是正则中有特殊含义的字符

所有结构里,用到的元字符总结如下:

bash

^、$、.、*、+、?、|、\、/、(、)、[、]、{、}、=、!、:、- ,

当匹配上面的字符本身时,可以一律转义:

javascript
var string = "^$.*+?|\\/[]{}=!:-,";
var regex = /\^\$\.\*\+\?\|\\\/\[\]\{\}\=\!\:\-\,/;
console.log(regex.test(string));
// => true

其中string中的\字符也要转义的

另外在string中,也可以把每个字符转义,当然转义后的结果仍是本身;

javascript
var string = "^$.*+?|\\/[]{}=!:-,";
var string2 = "^$.*+?|\\/[]{}=!:-,";
console.log(string == string2);
// => true

现在的问题是,是不是每个字符都需要转义呢?否,看情况。

字符组中的元字符

跟字符组相关的元字符有 [、]、^、-。因此在会引起歧义的地方进行转义。例如开头的 ^ 必须转义,不然 会把整个字符组,看成反义字符组。

javascript

var string = "^$.*+?|\\/[]{}=!:-,";
var regex = /[\^$.*+?|\\/\[\]{}=!:\-,]/g;
console.log( string.match(regex) );
// => ["^", "$", ".", "*", "+", "?", "|", "\", "/", "[", "]", "{", "}", "=", "!", ":",
"-", ","]

匹配 "[abc]" 和 "{3,5}"

我们知道 [abc],是个字符组。如果要匹配字符串 "[abc]" 时,该怎么办? 可以写成 /[abc]/,也可以写成 /[abc]/,测试如下:

javascript
var string = "[abc]";
var regex = /\[abc]/g;
console.log(string.match(regex)[0]);
// => "[abc]"

只需要在第一个方括号转义即可,因为后面的方括号构不成字符组,正则不会引发歧义,自然不需要转义。

同理,要匹配字符串 "{3,5}",只需要把正则写成 /{3,5}/ 即可。

另外,我们知道量词有简写形式 {m,},却没有 {,n} 的情况。虽然后者不构成量词的形式,但此时并不会报 错。当然,匹配的字符串也是 "{,n}",测试如下:

javascript
var string = "{,3}";
var regex = /{,3}/g;
console.log(string.match(regex)[0]);
// => "{,3}"

其余情况

比如 =、!、:、-、, 等符号,只要不在特殊结构中,并不需要转义。

但是,括号需要前后都转义的,如 /(123)/。

至于剩下的 ^、$、.、*、+、?、|、\、/ 等字符,只要不在字符组内,都需要转义的。

案例分析

身份证

正则表达式:

bash
/^(\d{15}|\d{17}[\dxX])$/;

因为竖杠 | 的优先级最低,所以正则分成了两部分 \d{15} 和 \d{17}[\dxX]。

\d{15} 表示 15 位连续数字。

\d{17}[\dxX] 表示 17 位连续数字,最后一位可以是数字,可以大小写字母 "x"。

可视化如下:

展示如图

IPV4 地址

正则表达式

bash

/^((0{0,2}\d|0?\d{2}|1\d{2}|2[0-4]\d|25[0-5])\.){3}(0{0,2}\d|0?\d{2}|1\d{2}|2[0-4]\d|25[0-5])$/

这个正则,看起来非常吓人。但是熟悉优先级后,会立马得出如下的结构:

bash

((…)\.){3}(…)

其中,两个 (…) 是一样的结构。表示匹配的是 3 位数字。因此整个结构是

然后再来分析 (…):

(0{0,2}\d|0?\d{2}|1\d{2}|2[0-4]\d|25[0-5])

它是一个多选结构,分成 5 个部分:

0{0,2}\d,匹配一位数,包括 "0" 补齐的。比如,"9"、"09"、"009";

0?\d{2},匹配两位数,包括 "0" 补齐的,也包括一位数;

1\d{2},匹配 "100" 到 "199";

2[0-4]\d,匹配 "200" 到 "249";

25[0-5],匹配 "250" 到 "255"。

最后来看一下其可视化形式:

展示